JP2014511508A5 - - Google Patents

Claims (16)

1. 焦点誤差処理のための方法であって、
   オブジェクトの画像データを光学系のセンサアレイ上で受け取るステップと、
   前記光学系の１又は２以上のデフォーカスフィルタからなる１組の中の各デフォーカスフィルタ別に、前記受け取った画像データのパッチに対するデフォーカスフィルタのフィルタ応答値を計算するステップであって、前記１組のデフォーカスフィルタの前記計算されたフィルタ応答値が、前記受け取った画像データのフィルタ応答ベクトルを生成する、ステップと、
   前記受け取った画像データの前記フィルタ応答ベクトルから、所定の１組のデフォーカスレベルの範囲内にある複数のデフォーカスレベルの各々についての確率を計算するステップと、
   前記複数のデフォーカスレベルについての前記計算された確率に基づいて、前記受け取った画像データから焦点誤差の推定値を決定するステップと
   を含む方法。
2. 複数のデフォーカスレベルの各々についての確率を計算するステップが、所定の１組のデフォーカスレベルの範囲内にある各デフォーカスレベルについての確率を決定するために、前記所定の１組のデフォーカスレベルに対応する、デフォーカスレベルを有する画像パッチを含む画像のトレーニングセットのパラメトリック関数を使用するステップを含む、請求項１に記載の方法。
3. 焦点誤差の推定値を決定するステップが、所定の１組のデフォーカスレベルから、デフォーカスレベルに関連付けられたトレーニングフィルタ応答ベクトルに最も近似するデフォーカスレベルを選択するステップを含む、請求項１又は２に記載の方法。
4. デフォーカスレベルを選択するステップが、最も近似するトレーニングフィルタ応答ベクトルを決定するために、最近傍法に従って、所定の１組のデフォーカスレベルから選択するステップを含む、請求項３に記載の方法。
5. １又は２以上のデフォーカスフィルタからなる１組の中の各デフォーカスフィルタ別に、フィルタ応答値を計算するステップが、
   受け取った画像データのパッチのフーリエ変換を計算するステップと、
   前記受け取った画像データの前記フーリエ変換から、動径方向に平均化されたパワースペクトルを算出するステップと、
   各フィルタの応答値を生成するために、前記動径方向に平均化されたパワースペクトルと各デフォーカスフィルタとのドット積を計算するステップと
   を含み、
   フィルタの応答値からなる１組が、フィルタ応答ベクトルを構成する、
   請求項１〜４のいずれかに記載の方法。
6. 焦点誤差の決定された推定値を補償し、焦点が合った画像をセンサアレイにおいて取得するために、光学系を調整するステップ
   をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
7. 光学系が、デジタルカメラを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
8. 光学系が、デジタル顕微鏡を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
9. 光学系が、デジタル望遠鏡を含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
10. 光学系が、デジタルビデオカメラを含む、請求項１〜６のいずれかに記載の方法。
11. 光学系が、受け取った画像データに応答して制御されるデバイスを含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の方法。
12. 光学系と、
    前記光学系を介して見えるオブジェクトの画像データを受け取るセンサアレイと、
    プロセッサと
    を備える焦点誤差処理のためのシステムであって、
    前記プロセッサが、
    前記光学系の１又は２以上のデフォーカスフィルタの各々別に、フィルタ応答値が前記受け取った画像データのフィルタ応答ベクトルを含むように、前記受け取った画像データのパッチに対するデフォーカスフィルタのフィルタ応答値を計算し、
    前記受け取った画像データの前記フィルタ応答ベクトルから、所定の１組のデフォーカスレベルの範囲内にある複数のデフォーカスレベルの各々についての確率を計算し、さらに、
    前記複数のデフォーカスレベルについての前記計算された確率に基づいて、前記受け取った画像データにおける焦点誤差の推定値を決定する
    ように構成された
    システム。
13. 光学系を介して受け取った画像における焦点誤差を推定するための方法であって、
    画像のトレーニングセットからの１組の画像パッチに対するフィルタ応答を、所定の１組のデフォーカスレベルの範囲内にある複数のデフォーカスレベルの各々別に、画像の前記トレーニングセット内の各画像パッチ別に、光学系の１組のデフォーカスフィルタの中の１又は２以上のデフォーカスフィルタの各々別に算出するステップと、
    画像の前記トレーニングセットからの前記１組の画像パッチに対する前記算出されたフィルタ応答から、前記複数のデフォーカスレベルの各デフォーカスレベル別に、フィルタ応答ベクトルの分布を取得するステップと、
    フィルタ応答ベクトルの前記分布に基づいて、各デフォーカスレベルについての焦点誤差を推定するステップと
    を含む方法。
14. 焦点誤差を推定するための、コンピュータ可読記憶媒体内に具現化されるコンピュータプログラム製品であって、前記コンピュータプログラム製品が、前記媒体上に記録されたプログラミング命令を含み、コンピュータプロセッサによって実行されたときに、前記プログラミング命令が、
    画像のトレーニングセットからの１組の画像パッチに対するフィルタ応答を、所定の１組のデフォーカスレベルの範囲内にある複数のデフォーカスレベルの各々別に、画像の前記トレーニングセット内の各画像パッチ別に、光学系の１組のデフォーカスフィルタの中の１又は２以上のデフォーカスフィルタの各々別に算出し、
    画像の前記トレーニングセットからの前記１組の画像パッチに対する前記算出されたフィルタ応答から、前記複数のデフォーカスレベルの各デフォーカスレベル別に、フィルタ応答ベクトルの分布を取得し、
    フィルタ応答ベクトルの前記分布に基づいて、各デフォーカスレベルについての焦点誤差を推定する
    ための方法を提供する、コンピュータプログラム製品。
15. 画像における焦点誤差を推定するためのコンピュータプログラムを記憶するためのメモリユニットと、
    前記メモリユニットに接続されたプロセッサであって、前記コンピュータプログラムの実行に応答して、
    画像のトレーニングセットからの１組の画像パッチに対するフィルタ応答を、所定の１組のデフォーカスレベルの中の複数のデフォーカスレベルの各々別に、画像の前記トレーニングセット内の各画像パッチ別に、光学系の１組のデフォーカスフィルタの中の１又は２以上のデフォーカスフィルタの各々別に算出し、
    画像の前記トレーニングセットからの前記１組の画像パッチに対する前記算出されたフィルタ応答から、前記複数のデフォーカスレベルの各デフォーカスレベル別に、フィルタ応答ベクトルの分布を取得し、
    フィルタ応答ベクトルの前記分布に基づいて、各デフォーカスレベルについての焦点誤差を推定する
    ための回路を含むプロセッサと
    を備えるシステム。
16. 光学系のセンサアレイにおいて受け取った画像における焦点誤差を決定する方法であって、
    シミュレーションにおいてデフォーカスされ、センサアレイ上で受け取った、１組のトレーニング画像パッチに対するフィルタ応答を、ある範囲のデフォーカスレベルの中の複数のデフォーカスレベルの各々別に、前記１組のトレーニング画像パッチの中の各画像パッチ別に、また複数のフィルタ別に、前記光学系を表現する点拡がり関数を使用して算出するステップと、
    前記センサアレイ上の前記１組のトレーニング画像パッチの各々を、前記センサアレイを表現する波長感度関数及び空間サンプリング関数を使用してサンプリングするステップと、
    前記センサアレイ内のセンサのあるクラスについて、前記センサアレイから応答を取得するステップと、
    前記複数のデフォーカスレベルの各々別に、前記センサアレイからのセンサ応答から１組のデフォーカスフィルタを生成するステップと、
    前記１組のトレーニング画像パッチ内の同じデフォーカスレベルを有するすべての画像パッチについてのフィルタ応答ベクトルの分布を取得することによって、各フィルタ応答ベクトルの確率尤度を決定するステップと、
    トレーニングセット内の各デフォーカスレベルに対応するフィルタ応答分布を、パラメトリック多次元関数を用いて特徴付けるステップと、
    前記トレーニングセット内のデフォーカスレベルの間にあるデフォーカスレベルのために条件付き尤度分布を補間するステップと、
    未知の焦点誤差を有する任意の画像パッチについての焦点誤差の推定値を、
    前記任意のパッチに応答して前記フィルタ応答ベクトルを算出し、
    指定された範囲内にある各デフォーカスレベルの確率を算出し、
    確率分布から焦点誤差の推定値を導出すること
    によって導出するステップと
    を含む方法。